(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池による発電期間中であってもリッドセンサの故障を判定できる燃料電池車両を提供すること。【解決手段】燃料電池車両は、燃料電池と、水素を貯蔵する高圧タンクと、高圧タンクに水素を充填するための水素導入口をその内部で保護するリッドボックスと、リッドボックスのリッドの開閉状態を検出するリッドスイッチと、を備える。燃料電池車両におけるリッドスイッチの故障判定処理では、燃料電池が発電中であると判定され同時に車両が停止していると判定されている間、水素の充填が行われていると判定された時にリッドスイッチがリッドの閉状態を検出している場合には、当該リッドスイッチは故障していると判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されると発電する燃料電池と、
燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器と、
前記貯蔵容器に燃料ガスを充填するためのガス導入口をその内部で保護するリッドボックスと、
前記リッドボックスのリッドの開閉状態を検出するリッドセンサと、
前記貯蔵容器への燃料ガスの充填が行われているか否かを判定する充填判定手段と、
前記燃料電池が発電中であるか否かを判定する発電判定手段と、を備えた移動体であって、
前記移動体が停止しているか否かを判定する停止判定手段と、
前記燃料電池が発電中であると判定され同時に前記移動体が停止していると判定されている間に前記リッドセンサの故障を判定する故障判定手段と、を備え、
前記故障判定手段は、前記充填判定手段により燃料ガスの充填が行われていると判定された時に前記リッドセンサが前記リッドの閉状態を検出している場合には、前記リッドセンサは故障していると判定することを特徴とする移動体。
【請求項２】
前記充填判定手段は、
前記燃料電池の発電状態に基づいて、所定時間の間の当該燃料電池の燃料ガス消費量を算出する燃料ガス消費量算出手段と、
前記所定時間の間の前記貯蔵容器内の燃料ガス変化量を算出する実燃料ガス変化量算出手段と、を備え、
前記燃料ガス変化量から前記燃料ガス消費量を減算した値が所定値以上である場合に、充填が行われていると判定することを特徴とする請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記充填判定手段は、前記貯蔵容器内の燃料ガスの量の変化量に相関のあるパラメータを算出する変化量パラメータ算出手段を備え、算出された変化パラメータの値が所定値以上である場合には充填が行われていると判定することを特徴とする請求項１に記載の移動体。
【請求項４】
電力を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置の電力で駆動される電気機器と、
前記蓄電装置に電力を供給するための給電口をその内部で保護するリッドボックスと、
前記リッドボックスのリッドの開閉状態を検出するリッドセンサと、
前記蓄電装置への充電が行われているか否かを判定する充電判定手段と、
前記蓄電装置の電力を前記電気機器に給電中であるか否かを判定する給電判定手段と、を備えた移動体であって、
前記移動体が停止しているか否かを判定する停止判定手段と、
前記蓄電装置が給電中であると判定され同時に前記移動体が停止していると判定されている間に前記リッドセンサの故障を判定する故障判定手段と、を備え、
前記故障判定手段は、前記充電判定手段により前記蓄電装置への充電が行われていると判定された時に前記リッドセンサが前記リッドの閉状態を検出している場合には、前記リッドセンサは故障していると判定することを特徴とする移動体。
【請求項５】
前記充電判定手段は、
前記蓄電装置から前記電気機器への給電状態に基づいて、所定時間の間に前記電気機器へ給電することによる前記蓄電装置のエネルギ容量減少分を算出する消費分算出手段と、
前記所定時間の間の前記蓄電装置のエネルギ容量変化分を算出する実変化分算出手段と、を備え、
前記エネルギ容量変化分から前記エネルギ容量減少分を減算した値が所定値以上である場合に、充電が行われていると判定することを特徴とする請求項４に記載の移動体。
【請求項６】
前記充電判定手段は、前記蓄電装置の電力残量の変化速度を検出する電力残量変化速度検出手段を備え、変化速度が所定値以上である場合には充電が行われていると判定することを特徴とする請求項４に記載の移動体。
【請求項７】
前記リッドセンサの状態を表示する表示装置と、
前記故障判定手段により前記リッドセンサが故障したと判定された場合には、前記表示装置に前記リッドセンサが故障した状態であることを表示させる故障報知手段と、を備えることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に関する。より詳しくは、貯蔵容器や蓄電装置などのエネルギ源を蓄える装置を備え、外部の供給装置から貯蔵容器に燃料ガスを充填したり蓄電装置に電力を供給したりする移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両は、含酸素の空気と水素を燃料電池に供給し、これによって発電した電力を利用して電動機を駆動することにより走行する。近年、このような燃料電池を、動力を発生するためのエネルギ源として利用した燃料電池車両の実用化が進められている。燃料電池で発電するには水素が必要となるが、近年の燃料電池車両では、高圧タンクや吸蔵合金を備えた水素タンク内に予め十分な量の水素を貯蔵しておき、走行にはタンク内の水素を利用するものが主流となっている。
【０００３】
水素タンクへの水素の充填は水素ステーションで行われるが、近年では、車両側と水素ステーション側との間で赤外線を利用した通信を行いながら水素の充填を行う通信充填と呼称される技術が提案されている。この技術は、ステーション側の水素充填ノズルを車両の水素導入口に接続して水素タンク内に水素を充填する際、車両側からはタンクの温度や圧力に関するデータ信号をステーション側に送信し、ステーション側では受信したデータ信号に基づいて燃料ガスの流量を調整するというものであり、これにより、燃料タンクの状態に応じて速やかに水素を充填することが可能となっている。
【０００４】
また、水素導入口は車両の側部後方のリッドボックス内に保護されている。水素を充填する場合、利用者はステーション側の水素充填ノズルを水素導入口に接続すべくリッドを開くこととなるが、この際、上記通信充填における車両側とステーション側との通信は、リッドが開かれたことを契機として開始するように構成されているものが多い。このため、リッドボックスには、リッドの開閉を検出するためのリッドセンサが設けられている。
【０００５】
特許文献１には、このようなリッドセンサの故障を判定する技術が提案されている。特許文献１の技術では、燃料電池車両のイグニッションがオフにされたときにおけるタンク内の水素残量と、イグニッションがオンにされたときのタンク内の水素残量との差分から、イグニッションをオフにし燃料電池による発電を停止していた期間における水素の充填の有無を判定し、これとリッドセンサの出力に基づいてメモリに記録されたリッドの開閉履歴とを照合することにより、リッドセンサの故障を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、燃料電池による発電が停止している期間に水素が充填されることを前提としており、それ以外の期間、すなわち燃料電池による発電期間中に水素が充填され得ることについては十分に検討されていない。このため、燃料電池による発電を継続したまま水素が充填された場合には、特許文献１の技術では、リッドセンサが故障したことを判定できず、利用者がリッドセンサの故障に気付くのが遅れてしまう場合がある。
【０００８】
本発明は、燃料電池による発電期間中であってもリッドセンサの故障を判定できる移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するため、本発明は、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されると発電する燃料電池（例えば、後述の燃料電池３１）と、燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器（例えば、後述の高圧タンク３２）と、前記貯蔵容器に燃料ガスを充填するためのガス導入口（例えば、後述の水素導入口２２）をその内部で保護するリッドボックス（例えば、後述のリッドボックス２１）と、前記リッドボックスのリッドの開閉状態を検出するリッドセンサ（例えば、後述のリッドスイッチ５７）と、前記貯蔵容器への燃料ガスの充填が行われているか否かを判定する充填判定手段（例えば、後述の通信充填ＥＣＵ５１、及び図３〜５の充填有無判定処理の実行に係る手段）と、前記燃料電池が発電中であるか否かを判定する発電判定手段（例えば、後述のイグニッションスイッチ３９）と、を備えた移動体を提供する。前記移動体は、当該移動体が停止しているか否かを判定する停止判定手段（例えば、後述の通信充填ＥＣＵ５１）と、前記燃料電池が発電中であると判定され同時に前記移動体が停止していると判定されている間に前記リッドセンサの故障を判定する故障判定手段（例えば、後述の通信充填ＥＣＵ５１、及び図２の故障判定処理の実行に係る手段）と、を備え、前記故障判定手段は、前記充填判定手段により燃料ガスの充填が行われていると判定された時に前記リッドセンサが前記リッドの閉状態を検出している場合には、前記リッドセンサは故障していると判定することを特徴とする。
【００１０】
（１）本発明では、燃料電池が発電中でありかつ移動体が停止していると判定されている間に、燃料ガスの充填が行われているか否かを判定し、充填が行われていると判定された時にリッドセンサがリッドの閉状態を検出している場合には、リッドセンサは故障していると判定する。これにより、燃料電池による発電期間中であってもリッドセンサの故障を判定することができ、ひいては利用者にリッドセンサの修理を促すことができる。ここで、燃料電池による発電期間中に燃料ガスを充填する場合としては、例えば、燃料電池で発電した電力を移動体外部の電気機器に給電しながら燃料ガスを充填する場合が挙げられる。この他、酷暑時など貯蔵容器の温度が高く燃料ガスの充填に時間がかかってしまう場合には、利用者はエアコンを利用することも考えられるが、このときのエアコンの電力を燃料電池による発電でまかなうことも想定され、この場合も、燃料電池による発電を行いながら燃料ガスを充填することとなる。以上のようにして、発電期間中における燃料ガスの充填が繰り返された場合、上記特許文献１の技術では、リッドセンサの故障が判定されるまでに時間がかかることとなるが、本発明によれば、リッドセンサの故障を即座に判定できる。
また、本発明では、逐次的な判定によってリッドセンサの故障を判定することから、リッドの開閉履歴やタンク内の燃料ガスの残量などを記録しておく必要がないので、上記特許文献１の技術と比較すればバックアップメモリが不要となり、その分コストを低減できる。また、リッドセンサには、自己故障判断機能を搭載したものも知られているが、本発明ではこのような機能を用いる必要がないので、その分コストを低減できる。
【００１１】
上述のようにリッドセンサの出力は、通信充填を開始するための契機として利用されるものが多い。このためリッドセンサが故障していると、車両側とステーション側とで適切な手順で通信を開始することができないため、水素の充填方法が通信充填から非通信充填（車両側とステーション側とで通信を行うことなく、既定の充填流量で水素を充填する充填方法）に切り替わってしまう場合がある。この場合、高圧タンクへの水素の充填に時間がかかるばかりか、十分な量の水素を充填できなくなってしまう場合がある。これに対し本発明によれば、速やかにリッドセンサの故障を判定することで、利用者が認識しない内に上述のような不利益を被ることを防止することができる。
【００１２】
（２）この場合、前記充填判定手段は、前記燃料電池の発電状態に基づいて、所定時間の間の当該燃料電池の燃料ガス消費量（例えば、後述の図５中の水素ガス消費量Ａ）を算出する燃料ガス消費量算出手段（例えば、後述の通信充填ＥＣＵ５１、電流センサ３８、及び図５のＳ３１の実行に係る手段）と、前記所定時間の間の前記貯蔵容器内の燃料ガス変化量（例えば、後述の図５中の実水素ガス変化量Ｂ）を算出する実燃料ガス変化量算出手段（例えば、後述の通信充填ＥＣＵ５１、圧力センサ３６、温度センサ３７、及び図５のＳ３２の実行に係る手段）と、を備え、前記燃料ガス変化量から前記燃料ガス消費量を減算した値（例えば、後述の図５中の実質変化量Ｃ）が所定値以上である場合に、充填が行われていると判定することが好ましい。
【００１３】
（２）貯蔵容器内の燃料ガスの残量が増加すれば、燃料ガスが充填されたと推定できるが、充填と同時に燃料電池で発電も行っている場合には、発電により消費した分も考慮しなければ、充填の有無を正確に判定することができない。そこで本発明では、燃料電池の発電状態に基づいて、燃料電池で発電することにより貯蔵容器内から消費されたであろうと考えられる燃料ガス消費量を算出し、さらに貯蔵容器内における実際の燃料ガス変化量を算出し、燃料ガス変化量から燃料ガス消費量を減算した値が所定値以上である場合には、充填が行われていると判定する。これにより、精度良く充填の有無を判定できる。
【００１４】
（３）この場合、前記充填判定手段は、前記貯蔵容器内の燃料ガスの量の変化量に相関のあるパラメータ（例えば、後述の図３中の水素変化量Ｃ、図４中の変化速度Ｃ）を算出する変化量パラメータ算出手段（例えば、後述の通信充填ＥＣＵ５１、図３のＳ１１〜Ｓ１３及び図４のＳ２１の実行に係る手段）を備え、算出された変化パラメータの値が所定値以上である場合には充填が行われていると判定することが好ましい。
【００１５】
（３）本発明では、貯蔵容器内の燃料ガスの変化量に相関のあるパラメータを算出し、この変化パラメータの値が所定値以上である場合には、燃料ガスの充填が行われていると判定する。これにより、上記（２）の発明と比較してより簡易な方法で燃料ガスの充填の有無を判定できる。
【００１６】
（４）上記目的を達成するため、本発明は、電力を蓄える蓄電装置と、前記蓄電装置の電力で駆動される電気機器と、前記蓄電装置に電力を供給するための給電口をその内部で保護するリッドボックスと、前記リッドボックスのリッドの開閉状態を検出するリッドセンサと、前記蓄電装置への充電が行われているか否かを判定する充電判定手段と、前記蓄電装置の電力を前記電気機器に給電中であるか否かを判定する給電判定手段と、を備えた移動体を提供する。前記移動体は、前記移動体が停止しているか否かを判定する停止判定手段と、前記蓄電装置が給電中であると判定され同時に前記移動体が停止していると判定されている間に前記リッドセンサの故障を判定する故障判定手段と、を備え、前記故障判定手段は、前記充電判定手段により前記蓄電装置への充電が行われていると判定された時に前記リッドセンサが前記リッドの閉状態を検出している場合には、前記リッドセンサは故障していると判定することを特徴とする。
（５）この場合、前記充電判定手段は、前記蓄電装置から前記電気機器への給電状態に基づいて、所定時間の間に前記電気機器へ給電することによる前記蓄電装置のエネルギ容量減少分を算出する消費分算出手段と、前記所定時間の間の前記蓄電装置のエネルギ容量変化分を算出する実変化分算出手段と、を備え、前記エネルギ容量変化分から前記エネルギ容量減少分を減算した値が所定値以上である場合に、充電が行われていると判定することが好ましい。
（６）この場合、前記充電判定手段は、前記蓄電装置の電力残量の変化速度を検出する電力残量変化速度検出手段を備え、変化速度が所定値以上である場合には充電が行われていると判定することが好ましい。
【００１７】
（４）〜（６）の発明によれば、燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器の代わりに電力を蓄える蓄電装置を備え、さらに燃料ガスを利用して発電する燃料電池の代わりに電力を消費する電気機器を備えた移動体において、上記（１）〜（３）の発明と同様の効果を奏する。
【００１８】
（７）この場合、前記リッドセンサの状態を表示する表示装置（例えば、後述の警告灯５９）と、前記故障判定手段により前記リッドセンサが故障したと判定された場合には、前記表示装置に前記リッドセンサが故障した状態であることを表示させる故障報知手段（例えば、後述の通信充填ＥＣＵ５１、及び警告灯５９）と、を備えることが好ましい。
【００１９】
（７）リッドセンサが故障した場合、上述のように通信充填を行うことができず非通信充填に切り替わってしまうこととなる。すなわち、通信充填を行えないからといって燃料ガスの充填まで行うことができなくなるわけではない。通信充填と比較すれば時間がかかるものの非通信充填でも燃料ガスの充填を行うことは可能となっている。このようにリッドセンサの故障によって、１回の水素充填ごとに利用者が被る不利益はさほど大きなものではないが、それ故リッドセンサの故障は利用者にとって認識しにくい。そこで本発明では、リッドセンサの故障が判定された場合、センサが故障したことを、表示装置を介して利用者に報知することにより、利用者にリッドセンサの修理を速やかに促すことができる。これによって、リッドセンサが故障した状態で繰り返し利用されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料電池車両の構成を示す図である。
【図２】故障判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】充填有無判定処理（実施例１）の手順を示すフローチャートである。
【図４】充填有無判定処理（実施例２）の手順を示すフローチャートである。
【図５】充填有無判定処理（実施例３）の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る車両２と水素ガスステーション１とで構成された水素充填システムＳの構成を示す図である。車両２は、高圧タンク３２内に貯蔵された水素を利用して発電する燃料電池システム３を備え、この燃料電池システム３で発電した電力を利用して走行する燃料電池車両と呼称される移動体である。水素ガスステーション１は、車両２の走行に必要とされる水素を高圧タンク３２に充填する、車両２とは別の設備である。以下、水素ガスステーション１及び燃料電池車両２の構成について順に説明する。
【００２２】
＜水素ガスステーションの構成＞
水素ガスステーション１は、水素貯蔵タンク１１と、ディスペンサ１２とを備える。
水素貯蔵タンク１１には、車両２に供給するための水素が高圧で貯蔵されている。この水素貯蔵タンク１１内の水素は、液体水素を気化したもの、改質装置により原料を改質することで製造されたもの、或いは電解装置によって製造されたものなどを圧縮機で圧縮したものが用いられる。
【００２３】
ディスペンサ１２は、その水素充填ノズル１３を、車両２に設けられた水素導入口２２に差し込むと、水素貯蔵タンク１１から供給された水素を減圧し、好ましい流量に調整した上で水素充填ノズル１３から水素を供給する。この水素充填ノズル１３には、赤外線通信器１４が設けられている。赤外線通信器１４は、水素充填ノズル１３を車両２の水素導入口２２に差し込むことにより、車両２に搭載された後述の通信システム５との間で赤外線を介したデータ信号の送受信が可能となっている。ディスペンサ１２では、車両２への水素の充填にあたって、通信充填と呼称される充填方法と、非通信充填と呼称される充填方法との２つの充填方法を選択的に実行できる。
【００２４】
通信充填とは、車両２及びステーション１間で通信を行いながら、車両２に水素を充填する充填方法である。より具体的には、ディスペンサ１２は、車両２に搭載された後述の通信システム５から、高圧タンク３２の現在の状態を示すデータ信号を赤外線通信器１４によって受信し、このデータ信号から現在の高圧タンク３２の状態を把握し、状態に応じて充填流量を調整しながら高圧タンク３２に水素を充填する。
【００２５】
非通信充填とは、車両２及びステーション１間で通信を行うことなく車両２に水素を充填する充填方法である。より具体的には、ディスペンサ１２は、予め定められた既定の充填流量で高圧タンク３２に水素を充填する。非通信充填時のディスペンサ１２は、現在の高圧タンク３２は高温の状態であると想定し、したがって充填流量は比較的小さな値に設定される。ただし非通信充填では、通信充填と異なりディスペンサ１２は、高圧タンク３２の現在の状態を把握できないため、充填中にタンク内の温度が上昇しても、これに応じて充填流量を低減したりすることはできず、一定の流量で充填し続ける。このため、非通信充填では、充填中に高圧タンク３２内の温度が規定の上限温度に近づいてしまい、満充填に達する前に充填が中断される場合がある。したがって、充填中の高圧タンク３２内の温度が規定の上限温度を超えないことを条件とすれば、通信充填と非通信充填とを比較すると通信充填の方が充填流量を適切に制御できるため、速やかに満充填にできる。
【００２６】
＜燃料電池車両の構成＞
車両２は、燃料電池システム３と通信システム５とを備える。
燃料電池システム３は、燃料電池３１と、この燃料電池３１に燃料ガスとしての水素を供給する高圧タンク３２と、燃料電池３１に酸化剤ガスとしての空気を供給するエアポンプ３３と、燃料電池システム３に対する起動要求を検出するイグニッションスイッチ３９と、を備える。
【００２７】
燃料電池３１は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。各燃料電池セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成される。膜電極構造体は、アノード電極（陰極）及びカソード電極（陽極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化・還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから形成される。
【００２８】
エアポンプ３３は、エア供給管路３４を介して燃料電池３１のカソード電極側に形成されたカソード流路に接続されている。高圧タンク３２は、水素供給管路３５を介して燃料電池３１のアノード電極側に形成されたアノード流路に接続されている。利用者によるイグニッションスイッチ３９の操作を契機として燃料電池システム３が起動されると、燃料電池３１のアノード流路には高圧タンク３２からの水素が供給され、カソード流路にはエアポンプ３３からの空気が供給され、これにより発電する。燃料電池３１で発電した電力は、図示しない駆動モータに供給され、これにより車両２は走行する。
【００２９】
また、燃料電池３１には、その発電状態を検出するためのセンサとして、電流センサ３８が設けられている。電流センサ３８は、燃料電池３１の出力電流を検出し、検出値に略比例した信号を通信システム５に送信する。
【００３０】
高圧タンク３２は、高圧に圧縮された水素を貯蔵するタンク本体３２１と、水素導入管３２２と、を備える。水素導入管３２２は、一端側がタンク本体３２１に接続され、他端側が後述のリッドボックス２１内に設けられた水素導入口２２に接続されている。水素導入管３２２には、タンク本体３２１側から車両２の外側へ水素が逆流するのを防止するため、タンク本体３２１の近傍と水素導入口２２の近傍にそれぞれ逆止弁３２４，３２５が設けられている。
【００３１】
また、高圧タンク３２には、その状態を検出するためのセンサとして、圧力センサ３６と温度センサ３７とが設けられている。圧力センサ３６は、高圧タンク３２のうち水素導入管３２２内の水素圧力を検出し、検出値に略比例した検出信号を通信システム５に送信する。温度センサ３７は、高圧タンク３２のうちタンク本体３２１内の水素温度を検出し、検出値に略比例した検出信号を通信システム５に送信する。
【００３２】
リッドボックス２１は、車両２の側部後方に設けられており、その内部で水素導入口２２を保護する。このリッドボックス２１には、リッド２３が回動可能に設けられている。水素ガスステーション１において、利用者はリッド２３を開き水素導入口２２を外部に露出させ、ディスペンサ１２の水素充填ノズル１３を水素導入口２２に差し込み、水素を充填する。
【００３３】
通信システム５は、通信充填ＥＣＵ５１と、バッテリ５２と、赤外線送信器５６と、リッドスイッチ５７と、電圧センサ５８と、スイッチ故障警告灯５９と、を備える。
【００３４】
バッテリ５２は、主に通信充填ＥＣＵ５１、赤外線送信器５６、リッドスイッチ５７等の通信システム５を構成する電気機器の電力供給源として利用されるが、通信システム５の他、車両２における図示しない補機類の電力供給源としても利用される。このバッテリ５２は、燃料電池３１で発電した電力が充電されるようになっている。電圧センサ５８は、バッテリ５２の電圧を検出し、検出値に略比例した検出信号を通信充填ＥＣＵ５１に送信する。
【００３５】
リッドスイッチ５７は、リッドボックス２１に設けられており、リッド２３の開閉状態を検出する。リッドスイッチ２４は、リッド２３が閉じられリッドボックス２１内に水素導入口２２が保護された状態では、これを示す閉信号を通信充填ＥＣＵ５１に送信し、リッド２３が開かれ水素導入口２２が外部に露出した状態では、これを示す開信号を通信充填ＥＣＵ５１に送信する。なお、これら閉信号及び開信号のうち何れかは無信号としてもよい。
【００３６】
スイッチ故障警告灯５９は、リッドスイッチ５７の状態を表示する表示装置として車両２のメータパネルに設けられる。スイッチ故障警告灯５９は、後述の故障判定処理においてリッドスイッチが故障していると判定されことに応じて点灯する。これにより、利用者に対し、リッドスイッチ５７が故障した状態であることが報知される。
【００３７】
赤外線送信器５６は、赤外線ＬＥＤ５４とそのドライバ５５で構成される。ドライバ５５は、通信充填ＥＣＵ５１から送信されたデータ信号に基づいて赤外線ＬＥＤ５４を点滅させる。
【００３８】
通信充填ＥＣＵ５１は、通信充填を行うために通信システム５を構成する各種装置を制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び各種インターフェースなどの電子回路を含んで構成される。通信充填ＥＣＵ５１には、リッドスイッチ５７、電圧センサ５８、圧力センサ３６、温度センサ３７、電流センサ３８、及びイグニッションスイッチ３９など、通信システム５及び燃料電池システム３の各種センサからの検出信号が入力される。
【００３９】
通信充填の実行時、通信充填ＥＣＵ５１は、現在の高圧タンク３２の状態に関する情報をステーション１側へ送信するため、圧力センサ３６及び温度センサ３７で検出された圧力及び温度に基づいてデータ信号を生成し、このデータ信号をドライバ５５に送信する。ドライバ５５は、これに応じて赤外線ＬＥＤ５４を点滅させることにより、データ信号をステーション１側の赤外線通信器１４へ送信する。
【００４０】
以上のように構成された通信システム５は、利用者によるリッド２３の開閉を契機として起動／停止する。以下、通信システム５の起動手順及び停止手順について説明する。
【００４１】
＜通信システムの起動＞
利用者によってリッド２３が開かれると、リッドスイッチ５７はこれを検出し、リッド２３が開かれたことを示す開信号をスリープ状態にある通信充填ＥＣＵ５１に送信する。これに応じて通信充填ＥＣＵ５１は、スリープ状態から復帰するとともに、赤外線送信器５６へのバッテリ５２からの電力の供給を開始する。その後、通信システム５からのデータ信号の送信が可能な状態になり、かつステーション１側の水素充填ノズル１３が水素導入口２２に差し込まれ、水素の充填と、車両２とステーション１との間の通信が可能な状態になったことに応じて、通信充填が開始する。
【００４２】
＜通信システムの停止＞
通信充填が適切に終了すると、利用者によって水素充填ノズル１３が水素導入口２２から抜き出され、そしてリッド２３が閉じられる。リッド２３が閉じられると、リッドスイッチ５７はこれを検出し、リッド２３が閉じられたことを示す閉信号を通信充填ＥＣＵ５１に送信する。これに応じて通信充填ＥＣＵ５１は、赤外線送信器５６への電力の供給を停止するとともに、スリープ状態になる。
【００４３】
次に、リッドスイッチの故障を判定する処理の手順について説明する。
図２は、リッドスイッチの故障判定処理の手順を示すフローチャートである。この故障判定処理は、イグニッションスイッチがオンにされている間、すなわち燃料電池システムが起動され、燃料電池による発電が行われていると判定される間に、定期的（例えば１０秒間隔）に実行される。
【００４４】
先ずＳ１では、車両が停止しているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合にはＳ２に移り、ＮＯの場合には以降の処理を行うことなく故障判定処理を終了する。このＳ１における判定は、例えば、車速がほぼ０に設定された所定値以下であるか否か、又はＧＰＳ位置情報により特定される現在の車両位置に変化が無いか否か、などによって行われる。
【００４５】
Ｓ２では、高圧タンク内へ水素の充填が行われているか否かを判定する充填有無判定処理を実行した後、Ｓ３に移る。この充填判定処理の具体的な手順については、後に図３〜５を参照して説明する。Ｓ３では、Ｓ２において水素の充填が行われていると判定されたか否かを判定する。Ｓ３の判定がＹＥＳの場合には、Ｓ４に移り、リッドスイッチが閉信号を出力しているか否かを判定する。
【００４６】
Ｓ３における判定がＮＯの場合又はＳ４における判定がＮＯの場合には、Ｓ５に移り、リッドスイッチは正常であると判定した後、この故障判定処理を終了する。
【００４７】
一方、Ｓ３における判定がＹＥＳでありかつＳ４における判定がＹＥＳの場合、すなわち、現在、水素の充填が行われていると判定された時にリッドスイッチがリッドの閉状態を検出している場合には、リッドスイッチは故障していると判定し（Ｓ６）、さらにリッドスイッチが故障した状態であることを運転者に報知すべく、警告灯を点灯し（Ｓ７）、この故障判定処理を終了する。
【００４８】
次に、図３〜図５を参照して、上記図２のＳ２における充填有無判定処理の具体的な手順について、３つの実施例を説明する。
【００４９】
図３は、実施例１の充填有無判定処理の手順を示すフローチャートである。
Ｓ１１では、現在から所定時間前（例えば、１分前）の高圧タンク内の水素残量を取得し、これを所定時間前水素残量Ａとする。Ｓ１２では、現在の高圧タンク内の水素残量を算出し、これを現在水素残量Ｂとする。なお、現在水素残量Ｂは、現在の圧力センサ及び温度センサの出力等に基づいて算出できる。また、所定時間前水素残量Ａは、所定時間前に圧力センサ及び温度センサの出力等に基づいて算出したその時の水素残量をメモリに記録しておいたものを用いることができる。
【００５０】
Ｓ１３では、現在水素残量Ｂから所定時間前水素残量Ａを減算することにより、変化量Ｃを算出する。この変化量Ｃは、所定時間前から現在までの間に高圧タンク内において増加した水素の量に相当する。すなわち、変化量Ｃが正であれば水素残量は増加していると推定でき、負であれば水素残量は減少していると推定できる。したがって、変化量Ｃが大きくなる程、水素の充填が行われている可能性が高いと判断できる。
Ｓ１４では、変化量Ｃが所定値（例えば、０）より大きいか否かを判定する。この判定がＹＥＳである場合には、水素の充填が行われている判定し（Ｓ１５）、ＮＯである場合には、水素の充填は行われていないと判定し（Ｓ１６）、この充填有無判定処理を終了する。
【００５１】
なお、上記実施例１では、高圧タンク内の水素変化量Ｃに基づいて充填の有無を判定したが、これに限らない。例えば、現在の高圧タンク内の圧力から所定時間前の高圧タンク内の圧力を減算することによって圧力変化量を算出し、この圧力変化量に基づいて充填の有無を判定してもよい。この手順によれば、水素の残量の算出を経る必要がないので、より簡易である。
【００５２】
図４は、実施例２の充填有無判定処理の手順を示すフローチャートである。
Ｓ２１では、現在の高圧タンク内における水素残量の変化速度を取得し、これを変化速度Ｃとする。この変化速度Ｃは、圧力センサの出力値の変化及び温度センサの出力値の変化等に基づいて算出できる。この変化速度Ｃが正であれば水素残量は増加していると推定でき、負であれば水素残量は減少していると推定できる。
Ｓ２２では、変化速度Ｃが所定値（例えば、０）より大きいか否かを判定する、この判定がＹＥＳである場合には、水素の充填が行われている判定し（Ｓ２３）、ＮＯである場合には、水素の充填は行われていないと判定し（Ｓ２４）、この充填有無判定処理を終了する。
【００５３】
図５は、実施例３の充填有無判定処理の手順を示すフローチャートである。
Ｓ３１では、燃料電池の発電状態に基づいて、所定時間の間の燃料電池の水素ガス消費量を算出する。上記故障判定処理は、燃料電池による発電中に行われるものであるため、燃料電池では発電によって少なからずタンク内の水素を消費していると考えられる。そこでこのステップでは、電流センサの出力から得られる燃料電池の出力電流の所定時間にわたる積算値を算出し、当該積算値に基づいて燃料電池における水素の消費量を算出し、これを水素ガス消費量Ａとする。なお、この水素ガス消費量は消費側を負として定義する。
Ｓ３２では、上記所定時間の間に高圧タンク内において変化した水素の量を算出し、これを実水素ガス変化量Ｂとする。より具体的には、実水素ガス変化量Ｂは、上記図３のＳ１１〜１３において変化量Ｃを算出したのと同じ手順により算出される。
Ｓ３３では、実水素ガス変化量Ｂから水素ガス消費量Ａを減算することにより、実質変化量Ｃを算出する。この実質変化量Ｃは、図３の実施例１において算出した変化量Ｃに燃料電池における水素の消費分を加味した値であり、充填の有無を判定する上で有用なパラメータである。
Ｓ３４では、実質変化量Ｃが所定値（例えば、０）より大きいか否かを判定する。この判定がＹＥＳである場合には、水素の充填が行われていると判定し（Ｓ３５）、ＮＯである場合には、水素の充填は行われていないと判定し（Ｓ３６）、この充填有無判定処理を終了する。
【００５４】
以上詳述した本実施形態の燃料電池車両２によれば、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態によれば、燃料電池３１による発電期間中であってもリッドスイッチ５７の故障を即座に判定することができ、ひいては利用者にリッドスイッチ５７の修理を促すことができる。また、本実施形態では、逐次的な判定によってリッドスイッチ５７の故障を判定することから、リッド２３の開閉履歴や高圧タンク３２内の水素の残量などを記録しておく必要がないので、バックアップメモリは必要としない。また、リッドスイッチに自己故障判断機能を搭載したものを用いる必要もないので、その分コストを低減できる。本実施形態によれば、速やかにリッドスイッチ５７の故障を判定することで、利用者が認識しない内に、水素の充填に時間がかかったり充填量が不十分になったりするような不利益を被ることを防止することができる。
（２）本実施形態の実施例３によれば、燃料電池３１の発電状態に基づいて、燃料電池３１で発電することにより高圧タンク３２から消費されたであろうと考えられる水素ガス消費量Ａを算出し、さらに高圧タンク３２内における実水素ガス変化量Ｂを算出し、実水素ガス変化量Ｂから水素ガス消費量Ａを減算した値Ｃが所定値以上である場合には、充填が行われていると判定する。このように、燃料電池３１における水素の消費分を加味した値Ｃを用いて判定することにより、精度良く充填の有無を判定できる。
（３）本実施形態の実施例１，２によれば、高圧タンク３２内の水素の変化量に相関のあるパラメータ（水素変化量Ｃや変化速度Ｃ）を算出し、この変化パラメータの値が所定値以上である場合には、水素の充填が行われていると判定する。これにより、より簡易な方法で水素の充填の有無を判定できる。
（４）リッドスイッチ５７の故障は利用者にとって認識しにくくなっているところ、本実施形態では、リッドスイッチ５７の故障が判定された場合、スイッチ５７が故障したことを、警告灯５９を介して利用者に報知することにより、利用者にリッドスイッチ５７の修理を速やかに促すことができる。これによって、リッドスイッチ５７が故障した状態で繰り返し利用されることを防止できる。
【００５５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限るものではない。
上記実施形態では、燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器を高圧タンクとした例について説明したが、これに限らず、吸蔵合金を備えた水素タンクを貯蔵容器としてもよい。
また、上記実施形態では、水素を燃料ガスとした燃料電池車両を例について説明したが、これに限らず、天然ガスを燃料ガスとした天然ガス自動車にも適用できる。
また、上記実施形態では、燃料電池車両を移動体とした例について説明したが、これに限らず、バイク、船舶、宇宙船、ロボットなどの移動体にも適用できる。
【００５６】
また、本発明は、上記実施形態の燃料電池車両２でいうところのリッドボックス２１と、その内部で保護する水素導入口２２とに相当する構成を備えた移動体であれば適用できる。例えば、電動車両は、電力を蓄える蓄電装置と、この蓄電装置の電力で駆動される電気機器（駆動モータやエアコンなど）と、蓄電装置に外部から電力を供給するための給電口をその内部で保護するリッドボックスと、リッドボックスのリッドの開閉状態を検出するリッドスイッチと、を備える。この電動車両では、上記実施形態の燃料電池車両２と対比すると、蓄電装置が高圧タンク３２に相当し、電気機器が燃料電池３１に相当し、給電口が水素導入口２２に相当する。さらに、上記実施形態の燃料電池車両２で言うところの、高圧タンク３２内の水素残量を、蓄電装置の電力残量に置き換えることにより、図２〜図５に示す燃料電池車両２のリッドスイッチの故障判定に係る処理は、何れも上述のような電動車両に置き換えることができる。
【符号の説明】
【００５７】
Ｓ…水素充填システム
１…水素ガスステーション
１２…ディスペンサ（燃料ガス供給装置）
２…燃料電池車両（移動体）
２１…リッドボックス
２２…水素導入口
２３…リッド
３…燃料電池システム
３１…燃料電池
３２…高圧タンク（貯蔵容器）
３６…圧力センサ（実燃料ガス変化量算出手段）
３７…温度センサ（実燃料ガス変化量算出手段）
３８…電流センサ（燃料ガス消費量算出手段）
３９…イグニッションスイッチ（発電判定手段）
通信システム５
５１…通信充填ＥＣＵ（充填判定手段、停止判定手段、故障判定手段、燃料ガス消費量算出手段、変化量パラメータ算出手段）
５７…リッドスイッチ（リッドセンサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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